第三节　 钣金件的焊接与切割

一、钣金件的气体保护焊

1.焊接原理及特点

气体保护焊是采用气体作为保护介质的一种焊接方法。根据车身修复中常用的保护气体不同分为惰性气体保护焊（MIG焊）、活（氧化）性气体保护焊（MAG焊）、二氧化碳气体保护焊等（表1-3-1）。现在车身修复时常用的气体有纯二氧化碳、二氧化碳和氩混合气（二氧化碳和氩比例一般为1∶3～1∶4）。氩气比二氧化碳能产生更稳定的电弧，从而使焊缝更平整并减少了飞溅和烧穿现象，所以这种混合气体最适合焊接车身的高强度低碳钢薄板。而对于铝材，则根据铝合金的种类和材料的厚度，分别采用氩气或氩、氦混合气体进行保护。若在氩气中加入4%～5%的氧气作为保护气体，甚至可以焊接不锈钢。

焊滴形成过程（图1-3-1）：在重新引弧区，电弧加热待焊区和焊丝端部，熔化的焊丝端部与待焊区熔成的熔池接触形成短路，熔滴的截面收缩焊丝和熔池分离。开始时焊丝和工件首先产生电弧，电弧加热待焊区和焊丝端部，由于此时电流密度和电压较小，不能产生自由的熔滴分离。熔化的焊丝材料流向熔池。由于熔滴接触工件，电压迅速降低到零，并一直延续到短路时间结束，其电压始终保持在较低状态。但与此同时由于电流骤增，电阻发热加热过渡区。在电磁力的作用下，短路处熔滴的截面迅速收缩，迅速减少的熔滴颈部截面受到剧烈加热，产生汽化，从而使焊丝和熔池分离。短路结束时电压升高。通过高温电极和富裕能量的物质立即再次点燃电弧。在引弧后电流强度又再次降低，又形成一个新的熔池。由于这个周期快速交替地进行下去，连续的熔池冷凝后形成焊缝。

气体保护焊的特点：

（1）操作方法容易掌握。与传统的焊条电弧焊相比，气体保护焊操作者只需几小时的培训即可做到高速度、高质量的焊接。

（2）气体保护焊可使待焊板材100%熔化，焊缝可修平或研磨到与焊接板材表面同样高度而不影响强度。

（3）可以用于全位置焊接，而且对薄壁构件焊接质量高，焊接变形小。因为电弧热量集中，受热面积小，焊接速度快，且保护气体气流对焊件起到一定冷却作用，故可防止焊薄件烧穿和减少焊接变形。

（4）电弧平稳、熔池小，熔敷金属多，溅出物少。

（5）轿车车身钢板可使用一根通用焊丝进行焊接。

（6）可控制焊接温度和时间。

（7）由于金属熔化时间短，能够轻松地进行立焊和仰焊。

（8）应用范围广。除了车身，还可焊接其他汽车零部件。

2.焊接设备

气体保护焊设备（图1-3-2）主要由焊接电源、焊枪、送丝系统、供气系统和控制系统组成，可进行电流、电压和送丝速度等调节，并具有不同功能的选择。

（1）焊接电源（图1-3-3）　惰性气体保护焊一般采用直流电源。直流弧焊发电机和各种类型的弧焊整流器均可采用。通常焊接电流为15～500A，特种应用达1500A，空载电压为55～80V。负荷能力（负载持续率）为60%～100%。

负载持续率是指焊机在额定电流下连续工作10min后，还能继续工作的时间。如负载持续率为60%就是说焊机在额定电流下工作10min后，还能再安全工作6min。

（2） 焊枪　车身的修理使用手握式半自动焊枪，其结构如图1-3-4所示，导电嘴将焊接电流传递给焊丝，焊丝能均匀连续地从其内孔通过；枪嘴向焊接区输送保护气，枪嘴与导电嘴绝缘；导电嘴和枪嘴可根据需要更换。

该结构焊枪适用于小直径焊丝，轻巧灵使，特别适合结构紧凑难以达到的拐角处和某些受限制区域的焊接。

枪嘴容易沾染焊接时的溅出物，使用清渣刀进行清理，焊接前喷涂防溅剂。

（3）送丝系统（图1-3-5）　通常MAG焊丝卷成卷装在焊机内，压下焊枪的开关时，送丝装置可将焊丝从焊枪的导电嘴中送出。

送丝系统的组成与送丝方式有关，目前送丝方式有图1-3-6所示三种，分为推丝式、拉丝式、推拉式。

应用极广的是推丝式送丝系统，它是由焊丝盘、送丝机构（包括电动机、减速器、校直轮、送丝轮等）和送丝软管组成。工作时，盘绕在焊丝盘上的焊丝先经校直轮校直后，再经过安装在减速器输出轴上的送丝轮，最后经过送丝软管送向焊枪。

推丝式的焊枪结构简单、操作轻便、维修容易。但焊丝进入焊枪前要经过一段较长的软管，阻力较大。随着软管加长，送丝的稳定性变差，特别对较细或较软材料的焊丝更是如此。故送丝软管不能太长，一般在3～5m范围。

送丝系统中核心部分是送丝机构，通常是由动力部分（电动机）、传动部分（减速器）和执行部分（送丝轮）等组成。

（4）供气系统　气体保护焊供气系统（图1-3-7）由气瓶、减压阀、气体流量计、软管和电磁气阀等组成。减压阀将气瓶中的高压气体压力降至焊接所要求的压力，气体流量计用来调节和标示气体流量大小，电磁阀控制气流的通断。

CO2气体保护焊的供气系统还需在CO2气瓶出口处安装预热器和高压干燥器，前者用以防止CO2从高压降至低压时吸热而引起气路结冰堵塞，后者用以去除气体中水分，有时在减压之后再安装一个低压干燥器，再次吸收气体中的水分，以防止焊缝中产生气孔。

（5）控制系统（图1-3-8）　气体保护焊的控制系统由基本控制系统和程序控制系统两部分组成。前者的作用主要是在焊前或焊接过程中调节焊接工艺参数，如焊接电源输出调节系统、送丝速度调节系统和气体流量调节系统等。

3.焊丝选择

焊丝通常由生产商按照通用标准以一定规格卷成盘状，并密封包装后供应用户，焊丝表面有镀层保护避免焊丝氧化锈蚀，不清洁、受污染的焊丝严禁使用。其化学成分应与待焊板材的相同，在某些情况下使用稍微不同于待焊板材化学成分的焊丝是为了改善焊缝金属的力学性能和焊接工艺性能。

根据待焊板材厚度选择焊丝的直径，板材越厚焊丝的直径越大。车身修理常用的焊丝直径有0.6mm、0.8mm、1.0mm，建议选择0.6mm的焊丝。

4.焊接要素

要实现高质量的焊接，需要注意以下技术要素：

（1）焊接电流　在稳定焊接过程中，其他条件不变情况下，焊接电流的增加、焊丝熔化速度增加，会使焊缝的熔深和剩余金属高度明显增加，而熔宽（焊缝宽度）略有增加（图1-3-9）。

（2）电弧电压　高质量的焊接有赖于适当的电弧长度，而电弧长度是由电弧电压决定的，电压大则电弧长。在稳定焊接过程中，其他条件不变下，随着电弧电压的增加，熔深和剩余金属高度减小，而焊缝宽度增大（图1-3-10）。电弧电压正常时，会持续发出很流畅的嗞嗞声。

目前有一些气体保护焊机没有调整电流和电压的旋钮，只有相当于电流和电压调整的挡位旋钮，可根据焊件的厚度调整到相应的挡位即可。

（3）焊接速度 焊接速度是指移动焊枪的快慢程度，即焊枪沿焊缝中心线方向相对移动的速度。在其他工艺参数不变的情况下，提高焊接速度，则单位长度上电弧传给待焊钢板的热量显著减少，待焊钢板熔化速度减慢，其熔深和熔宽减小。若速度过高，就会引起咬边；若焊速过慢，单位长度上熔敷量增加，熔池体积增大，熔深反而减小而熔宽增加，并且可能造成焊件烧穿（图1-3-11）。

（4）焊丝伸出长度　焊丝伸出长度（图1-3-12）是指导电嘴端部到焊丝端头的距离。焊丝伸出长度越长，焊丝的电阻越大，其熔化速度越快。推荐长度8～13mm，若伸出过长，则导致电弧电压下降，熔敷金属过多，焊缝成形不良，熔深减小，电弧不稳定，保护气体所起的作用也会减小。若伸出过短则难以焊接，因为焊接部位被挡在导电嘴的后面。即使可以焊接，电弧也易烧导电嘴，且金属飞溅也易堵塞喷嘴。

（5）手法与姿势　焊丝轴线相对于焊缝轴线的角度和位置会影响焊缝的形状和熔深。

当焊丝轴线和焊缝轴线在一个平面内，则它们相互之间的夹角称行走角（托角、推角，图1-3-13）。焊丝向前进方向倾斜焊接时，称前倾焊法（逆向焊接）；焊丝向前进相反方向倾斜焊接时，称后倾焊法（正向焊接）；焊丝轴线与焊缝轴线垂直称正直焊法。当其工艺参数不变时焊丝从垂直位置变为前倾焊时其熔深增加，而焊道变窄，焊缝剩余高度增大。拖角在15°～25°之间熔深最大，一般不推荐大于25°的拖角。

（6）焊接姿势　气体保护焊有四种基本焊接姿势：平焊、横焊、立焊和仰焊（图1-3-14）。

平焊简单快捷，仰焊最难，需经过长时间的练习才能掌握。仰焊容易造成熔池过大的危险，而且一些金属液滴会落入喷嘴而引起故障。因此在进行仰焊时，一定要使用较低的电压，较短的电弧和较小的熔池。操作时将喷嘴推向工件，以保证焊丝不会向熔池外移动。最好能够沿着焊缝均匀地拉动焊枪。

（7）极性　采用直流电源焊接时，极性对焊缝熔深有影响。直流反接（焊丝接正极、工件接负极）时熔深大于直流正接（焊丝接负极、工件接正极）。如果需焊接的材料非常薄，应以正向极性进行焊接。这将在焊丝上产生更多的热量，并使焊接熔深较浅。采用正向极性的缺点是：它会产生许多气泡，需要更多地进行抛光。

（8）保护气体的流量　气体流量太大会形成涡流而降低保护层的效果，气体流量太小也不能起到好的保护。因此应根据喷嘴和待焊钢板之间的距离、焊接电流、焊接速度及焊接环境来调整保护气体的流量。采用细丝焊接短路过渡时，一般为5～15L/min。

（9）送丝速度　如果送丝速度太慢，随着焊丝在熔池内熔化并熔敷在焊接部位，可听到嘶嘶声或啪哒声。此时产生的视觉信号为反光的亮度增强。

送丝速度太快将堵塞电弧，会产生飞溅。这时产生的视觉信号为频闪弧光。

送丝速度应与调节电流和电压的挡位结合起来进行调整，当电流和电压调节在大挡位时，送丝速度也应相应增加，否则会造成焊丝回烧。回烧就是焊丝熔化速度大于焊丝输送速度，焊丝不断向导电嘴熔化回缩，最终导致焊丝全部缩入导电嘴以至于无法焊接，严重的会损坏焊枪。

几种焊接因素对焊缝的影响见表1-3-2。

5.焊接方法

车身修复常用的惰性气体保护焊有5种：定位焊、搭接点焊、连续焊、连续点焊、塞焊。

（1）定位焊　这是一种临时点焊，用来取代定位装置或薄板金属螺钉对即将被焊接的工件进行固定。定位焊点间的距离大小与待焊钢板的厚度有关，一般推荐距离为待焊钢板厚度的15～30倍，如图1-3-15所示。

（2）连续焊　连续焊是指焊枪连续均匀、稳定地向前运动，形成连续的焊缝。一般采用正向焊法，焊枪应倾斜10°～15°，以便获得最佳形状的焊缝、焊接线和气体保护效果（图1-3-16）。

进行连续的对接焊时，如果焊缝较长，最好先进行定位焊（图1-3-17），然后将焊缝分段进行焊接，分段的原则是下一段焊缝应在温度最低处，但应该从中部而不是边缘开始焊接，否则焊接完后仍然可能变形。分段的焊道连接时必须有重叠，此时应在原有的焊缝上起弧，如图1-3-18所示。

如果薄板的厚度大于1.6mm，应在焊缝处磨出V形槽，或称打坡口，使熔深达到焊缝的底部（图1-3-19）。如果薄板的厚度小于0.8mm，则应采用连续点焊而非连续焊，以防止变形。

（3）塞焊（点焊）（图1-3-20）　点焊是对薄钢板（一般是厚度在1mm以下）实施小圆点状的局部焊接，它能穿透一层待焊钢板表面到达另一层待焊钢板表面。点焊时，必须用专用喷嘴代替一般的喷嘴，点焊焊枪应具有点焊控制、焊接热量及回烧控制功能。与塞焊不同的是不需要预先对待焊钢板打孔，因此强度不如塞焊。塞焊是点焊的一种形式，在需要连接的外层待焊钢板上（一般厚度在1mm及以上）钻或冲一个孔（图1-3-20右侧），电弧穿过此孔进入里面的工件，熔化的金属将孔填满。车身修复一般推荐结构性钣件上的钻孔直径为8mm，装饰性钣件5mm即可。

在车身修理厂，除非维修手册上规定某些部位必须使用电阻点焊，否则都是采用塞焊来代替汽车制造厂的电阻点焊，因为它具有足够的强度来承受车身载荷，它在车身修理中的应用不受任何限制。

塞焊时应将两块待焊钢板紧紧地固定在一起，焊枪和工件表面垂直，将焊丝放入孔内，塞孔较大时沿塞孔圆周运枪并绕向中心，塞孔较小时直接对准中心将孔填平，如图1-3-21所示。

塞焊的熔深是下层金属板有半球形的隆起，而上层金属板的焊点略高于焊件平面（图1-3-22）。

塞焊还可用于将两块以上的金属板连接在一起，此时，应在每一层金属板上冲一个孔（最下面的金属板除外），而塞孔直径从下到上依次变大（图1-3-23）。如果要将不同厚度的金属板焊接在一起，应将较薄的金属板放在上面并冲较大的孔，以保证较厚的金属能首先熔化。

（4）连续点焊　连续点焊就是一系列相连的或重叠的点焊，形成连续的焊缝（图1-3-24）。连续点焊焊接时一个焊点一个焊点地焊接，两点之间的停顿让待焊钢板冷却，控制钢板整体温度在焊接几个点之后基本维持不变，不再升温，由此控制焊接热影响，改善焊接导致的强度大范围降低和热变形等负面影响。连续点焊焊接时需要注意起枪点，如图1-3-25所示b点位置，焊接时注意分段焊接，如图1-3-26所示。焊接质量应该是焊点正面和背面都连续，如图1-3-27所示。

（5）搭接点焊（图1-3-28）　将一块焊件搭在另一块上，在交接处焊在一起。方法和手法同定位焊，不同的是焊接强度高于定位焊，保证焊透，牢固可靠。对于车身非结构性钣件，这是一种快速有效的焊接方法，但只用于原制造厂采用这种焊接的地方。

6.焊接接头类型

焊接接头是指用焊接方法把金属材料连接起来的接头，简称接头。它是组成焊接结构的最基本要素，在某些情况下，它又是焊接结构的薄弱环节，焊接质量不佳焊件就容易从接头处断裂。

常见的接头形式见表1-3-3。

7.气体保护焊常见缺陷及可能原因（表1-3-4）

气体保护焊操作示范

【实际案例】

如图1-3-29所示，某轿车司机疏于观察，一次紧急刹车造成后车刹车不及，发生追尾事故。

车损情况：左后翼子板局部变形严重，凹陷深，褶皱较多，边缘有裂纹；左后尾灯碎；后保险杠左后有撕裂；后围板轻微变形；后备箱盖轻微变形。

维修方案：后翼子板更换；后保险杠更换；左后尾灯更换；后围板钣金修复；后备箱位置轻微调整修复。

事故车辆后翼子板严重变形，维修时需从后立柱切割后更换，考虑强度和密封性，此位置需用气体保护焊焊接连接。

【操作示范】

1.准备工作

穿戴：工作服、焊接围裙（或焊接服）、护腿、安全鞋、工作帽、焊接手套、焊接面罩、焊接口罩。

2.操作步骤

（1）设备检查　首先检查焊机并切断焊机电源，然后拔出枪嘴，检查并清洁枪嘴和导电嘴（图1-3-30），并检查导电嘴是否完好（图1-3-31），打开气瓶开关，观察压力表示数，检查气瓶气压压力不能为0（图1-3-7）。

（2）调试焊机

①旋转功能键至图示位置（图1-3-32）。

②旋转挡位键和送丝速度（图1-3-33）：挡位选择3挡，送丝速度范围5～9m/min。

③使用开关开机，绿色指示灯亮（图1-3-34）

④调整气体流量：扣动焊枪开关（图1-3-35），旋转气体流量调整旋钮，观察气体流量计中钢球指示位置在5～15L/min范围（图1-3-36）。

⑤修剪焊丝：使用偏嘴钳修剪焊丝，一般情况下，焊丝伸出导电嘴长度约为8～15mm，焊丝伸出枪嘴长度约为5～12mm（图1-3-37）。

⑥清洁试焊片：使用抹布清洁试焊片（图1-3-38）。

⑦固定试焊片：使用固定夹钳将试焊片固定于焊接工作台上（图1-3-39）。

⑧可靠搭铁：将搭铁固定于试焊片或者与试焊片接触良好的导电位置（图1-3-40）。

（3）试焊　如图1-3-41所示，保持焊枪与钢板距离即枪距约5～10mm位置，为便于观察，焊枪与钢板成15°～30°角。焊接前焊丝不要与钢板接触，保持正确枪距，扣下焊枪开关，听声音判断焊机是否正常工作——正确：连续“滋滋”声音；送丝速度快：“啪啪”清脆声音，焊丝送出太快来不及熔化，飞溅多；送丝速度慢：“噗嗤噗嗤”沙哑声音，焊丝供不上熔化速度，焊丝缩回枪嘴。

（4）焊接

①连续点焊

a.准备：清洁过的两片试焊片置于同一平面后用固定夹钳夹紧（图1-3-42），调整两试焊片中间缝隙略宽于焊丝直径，便于熔透。夹紧后的试焊片固定于焊接工作台上，并良好搭铁（图1-3-43）。

b.焊接：先定位焊接，将试焊板固定，定位焊点间距约为板厚的15～30倍（图1-3-44～图1-3-46），以防试焊片在焊接过程中出现高低错位。点位后的焊点需要打磨平整（图1-3-47），以免影响后续焊接质量。第一点在焊缝起枪焊接，当其变成暗红色时在边缘内部沿焊缝约0～1mm处起枪焊接第二点（图1-3-48），依次进行，分段焊接。不能沿着一个方向焊接整条焊缝，一般从中间开始往两边交替焊接（图1-3-49）。

c.焊接质量检验（图1-3-50、图1-3-51）：正面扁平，焊点直径大约4mm，连续均匀覆盖焊缝，没有穿孔；背面熔透良好，焊点熔透连续，不得中断。

②连续搭接焊

a.准备：清洁过的两片试焊片置于搭接后用固定夹钳夹紧（图1-3-52），然后固定于焊接工作台上，并良好搭铁。方法与连续点焊相同。

b.焊接：分段及焊接顺序与连续点焊相同（图1-3-53），间隔一段焊接一段（图1-3-54），单一分段中间不得中断焊接。

c.焊接质量检验（图1-3-55）：正面扁平，焊缝宽度大约5mm，连续均匀覆盖焊缝，没有穿孔；背面熔透良好且连续，不得中断。

③填孔焊（塞焊）

a.准备：清洁两片试焊片，分别使用ϕ5mm和ϕ8mm的打孔钳打ϕ5mm孔和ϕ8mm孔（图1-3-56）。用固定夹钳夹紧，然后固定于焊接工作台上，并良好搭铁（图1-3-57）。

b.焊接：ϕ5mm孔——焊枪垂直试焊板（图1-3-58），焊丝对准孔的中心，轻轻扣下开关直到熔化焊丝填满孔结束焊接；ϕ8mm孔——焊枪与钢板成15°～30°角，焊丝沿着孔边缘内1mm位置顺时针转一圈，填满结束焊接（图1-3-59）。必须一次性填满，背面熔透。ϕ5mm孔焊点直径约6～9mm，高度约2mm；ϕ8mm孔焊点直径约9～12mm，高度约2mm。

c.质量检验：一次性填满，背面熔透。ϕ5mm孔焊点直径约6～9mm，高度约2mm；ϕ8mm孔焊点直径约9～12mm，高度约2mm（图1-3-60）。

（5）5S　焊机所有参数调整回原位，关闭焊机。工具设备擦拭干净归位，场地清洁。

二、钣金件的电阻点焊

1.原理及特点

电阻点焊焊接原理（图1-3-61）：焊接时，先把焊件表面清理干净，再把被焊的板料搭接装配好，压在两柱状铜电极之间，施加力压紧。当通过足够大的电流时，在板的接触处产生大量的电阻热，将中心最热区域的金属很快加热至高塑性或熔化状态，形成一个透镜形的液态熔池，继续保持压力，断开电流，金属冷却后，形成了一个焊点。点焊由于焊点间不连续，所以只用于没有密封性要求的薄板搭接结构和金属网、交叉钢筋结构件等的焊接。如果把柱状电极换成圆盘状电极，电极紧压焊件并转动，就能形成一个连续并重叠的焊点，形成焊缝，这就是缝焊。它主要用于有密封要求或接头强度要求较高的薄板搭接结构件的焊接，如油箱、水箱等。整车制造过程中，电阻点焊主要由各种夹具和机械手来完成，焊点分布均匀、焊接强度可靠（图1-3-62）。

电阻点焊的特点：

（1）焊接时间短且加热区域小，所以钢板几乎不会变形；

（2）点焊最适合于薄钢板（0.7～1.4mm）；

（3）焊接经验和专业技术并非特别需要；

（4）由于是在母材的重叠面结合，所以很难从外观判断结合状况的好坏；

（5）施加电流时会产生磁场；

（6）因为需要产生大电流，因此焊机重量较重。

2.焊接机器

电阻点焊机的组件以现在较流行便携式为例（奔腾FAN）。

（1）夹具　电阻点焊机的夹具如图1-3-63所示。焊钳传导电流至电极头并支持焊接力，它由高电导率和高强度的铜类材料制成。操作手柄上的控制开关时，向钢板施加压力并使电流通过电极端部，会使待焊接的钢板产生大量焦耳热，使得钢板之间的接触面开始熔化，从而达到焊接目的。其中线缆是点焊机必要组成部分，要求有高的电导率和高强度，它是由细铜丝拧成的绳，并且由管子中的冷却水来冷却，大电流流过时不被加热。电极头是由铜铬合金制成，有良好的导电性和导热性，并在高温下保持硬度和不易磨损。控制开关：开关动作操作焊接电路的通断，电极加压和卸压。夹紧气缸为电极臂和电极提供强大的夹紧力。

（2）控制装置　电阻点焊机的控制装置如图1-3-64、图1-3-65所示。

（3）焊机电源　焊机电源利用变压器和整流器将 380V 交流电转换为低电压、大电流的直流电。

3.焊接操作

电阻点焊的操作步骤为：施加压力，施加电流，保持压力和卸载压力。

（1）施加压力　施加压力让试焊钢板保持紧密结合，易于电极端部压紧区焊接，如图1-3-66所示。

（2）施加电流　大电流在两个电极端部之间通过，电流流经被紧压的钢板时会产生大量的电阻热，在两个电极端部之间钢板温度迅速上升。持续施加电流，钢板的接触表面熔化，施加压力使钢板熔合在一起，如图1-3-67所示。

（3）保持压力　电流停止后，在熔合部位冷却前，需继续保持施加在钢板上的压力，如图1-3-68所示；熔化的部位冷却后凝固的金属形成圆而平的焊点，这种结构非常紧密，因为施加压力的合适，而产生了很高的机械强度。

（4）卸载压力　完成一个焊点焊接，如图1-3-69所示。

4.影响因素

电极压力、焊接电流和通电时间会极大地影响焊点的直径和抗剪切能力（强度），此外电极端部和钢板状态以及点焊位置也会对焊接效果产生影响。

（1）电极压力　如果压力小，则电流在电极流向钢板时会有所消耗，从而导致钢板之间的熔合不足。如果压力太小，而钢板和电极端部之间会产生火花，可能导致表面产生毛边。电极压力与焊点抗剪切能力/焊点直径关系如图1-3-70所示。

（2）焊接电流　如果电流太小，则焊点直径会很小且焊接强度会不足；如果电流太大，则会导致喷溅。焊接电流与焊点抗剪切能力/焊点直径关系如图1-3-71所示。

（3）通电时间　如果通电时间过短，则焊点直径变小且焊接强度不足。如果通电时间过长，则焊接区域产生的热量会增加，从而导致钢板变形，或者在钢板上形成深度凹陷，使钢板变薄，造成焊接强度不足。通电时间与焊点抗剪切能力/焊点直径关系如图1-3-72所示。

（4）电极端面状况

电极端面必须干净无尘、无磨损和无热量积聚，电极端面太脏时，则电流在从电极流向钢板时会有所消耗，从而导致钢板之间的熔合不足。如果电极端面磨损，则焊点直径无法达到正确尺寸，继续使用焊机，电阻将增大，电极端面将过热且提早磨损，从而导致焊接强度不足。如果电极端面磨损，则用电极铰刀进行修整，如图1-3-73所示。为防止热量聚积在电极端面，可以向电极端面吹送空气或用湿布冷却电极端面。电极端面直径与焊点抗剪切能力/焊点直径关系如图1-3-74所示。

（5）钢板状况　对于采用电阻点焊的钢板，待焊接表面应该先进行除油除锈去污操作。如果钢板之间有间隙，则电流可能无法通过或可能产生火花。如果电极端部和钢板的接触表面上有涂料、锈蚀和脏污（图1-3-75），则电流将不足，从而导致焊接强度不足。

（6）焊接位置

根据待焊接钢板的厚度，选择合适的焊接间距和边距（图1-3-76，表1-3-5）。如果间距太小，则将产生分散电流（图1-3-77），从而导致焊接强度不足。如果边距太小，则熔融金属可能在钢板之间流动，形成一个孔或极小焊点，从而导致焊接强度不足。

5.焊接维修注意事项

钣金车间使用的点焊机性能较之生产线的焊机性能略逊一筹。因此，使用时注意：

（1）电阻点焊机能产生至少8800A的电流（确保焊接质量）；

（2）可以是水冷或风冷；

（3）不要焊接车架部分；

（4）不要焊接厚度超过 3mm的钢板，3块或以上堆叠的钢板；

（5）焊接的点数至少是原车焊接点数的 1.3倍。

6.质量检验

焊点质量的检验可采用外观检验（目测）或破坏性试验。破坏性试验用于检验焊接的强度，而外观检验则是通过外观判断焊接质量。

（1）外观检验　外观检验如图1-3-78所示，除用肉眼看和手摸来检验焊接处的表面粗糙度外，还有下列项目需要检验。

①焊接位置。焊点的位置应在钢板边缘的中心，不可超过边缘，还要避免在原有的焊接过的焊点位置进行焊接。

②焊点的数量。焊点的数量应大于汽车制造厂焊点数量的1.3倍。例如，原来在制造厂点焊的焊点数量为4个。4的1.3倍大约为5个新的修理焊点。

③焊点间距。修理时的焊接间距应略小于汽车制造厂的焊接间距，焊点应均匀分布。间距的最小值，以不产生分流电流为原则。

④压痕（电极头压痕）。焊接表面的压痕深度不能超过金属板厚度的一半，同时电极头不能焊偏产生电极头孔。

⑤气孔。不能有肉眼可以看见的气孔。

⑥溅出物。用手套在焊接表面擦过时，不应被绊住。

（2）破坏性检验　取一块和需要焊接的金属板同样材料、同样厚度的试验工件，施加外力使焊点处分开。根据焊接处是否整齐地断开，可以判断出焊接质量的好坏。实际进行修理焊接时不能用这种方法来检验，试验的结果只能作为调整焊接参数的参考依据。这种实验有两种方法。

①扭转试验。两片试焊片按如图1-3-79所示的位置进行焊接，并按图中箭头所指的方向扭转后在其中一片焊片上应留下一个与焊点直径相同的孔（图1-3-80）。如果该孔过小或根本就没有孔，说明焊点的焊接强度太低，需要重新调整焊接参数。

②撕裂试验。撕裂后在其中一个焊片上留有一个大于焊点直径的孔（图1-3-81）。如果留下的孔过小或根本没有孔，说明焊点的焊接强度太低，需要重新调整焊接参数。

（3）非破坏性检验　在点焊完成后，錾子和锤子按下述方法检验焊接的质量，如图1-3-82所示，将錾子插入焊接的两层金属板之间，并轻敲錾子的端部。直到在两层金属板之间的间隙能看到焊点。如果这时焊点部缝仍保持正常没有分开，则说明所进行的焊接是成功的。

7.焊接缺陷及成因

（1）焊点太小　焊点直径太小如图1-3-83所示。可能的原因：①电流不足；②压力过大；③通电时间短。

（2）喷溅　熔融金属从钢板之间的间隙中溅出，如图1-3-84所示。可能的原因：①电流过大；②压力不足；③钢板间隙中有异物；④焊接极头太尖。

（3）表面毛边　熔融金属从电极端部和钢板之间的间隙中溅出，如图1-3-85所示。可能的原因：①焊接压力对应的电流过大；②焊接极头的直径太小。

（4）气孔　焊点内有空气，如图1-3-86所示。可能的原因：①压力不足；②焊接极头直径太大；③压力持续时间不足。

（5）龟裂　焊点内侧裂纹，如图1-3-87所示。可能的原因：①压力不足；②焊接极头直径太大；③压力持续时间不足。

（6）凹痕　电极端部施加压力时产生的凹陷，如图1-3-88所示。可能的原因：①电流过大；②压力过大；③焊接极头的直径太小。

（7）穿孔　熔融金属从焊接区飞溅出来，并在钢板上留下一个孔，如图1-3-89所示。可能的原因：①电流过大；②压力过小。

电阻点焊操作示范

【实际案例】

如图1-3-90所示，某轿车司机路口过快，被左方来车直接碰撞，发生侧面碰擦事故。

车损情况：左前翼子板局部凹陷变形，左前门板整体严重凹陷，中立柱下部凹陷变形；左后门下前部凹陷变形。

维修方案：前翼子板修复；中立柱更换；左前门和左后门更换。

该车左侧受撞击后左前门和中立柱中下部严重变形，维修时需从中立柱切割后更换，考虑强度和材料特性，中立柱边缘位置需用电阻点焊方式焊接修复。

【操作示范】

1.准备工作

穿戴：工作服、安全鞋、工作帽、焊接手套、防护面罩。

工具及用品：点焊机、带式打磨机、焊接工作台、带虎钳工具车、固定夹钳若干、划针、300mm钢板尺、240目砂纸等。

2.操作步骤

（1）设备检查　首先在焊机后面板旋转电源开关到“O” 位置切断焊机电源，接通气源观察压力表示数在0.4～0.8MPa（图1-3-65），先食指扣下控制开关，夹紧后看上下电极是否在一条直线上（图1-3-63），然后松开控制开关，再大拇指按下张钳开关验证焊钳活动是否自如。检查电极端面是否清洁完好，如果脏污，需用240目砂纸打磨清洁（图1-3-91）。电源开关转到接通位置，检查面板显示是否正常，状态指示灯在检测后是否显示正常状态“RUN” （图1-3-64）。

（2）调试焊机　按功能选择键，功能指示灯会从上到下移动变亮，选择功能键至图示第三个双面电阻点焊功能位置，等待机器自检结束后出现“RUN”，焊机进入准备焊接状态，调整好焊接参数（图1-3-92）。

（3）清洁试焊片　使用抹布清洁试焊片，如图1-3-93所示。

（4）划线　将划针紧贴钢板尺划线，如图1-3-94所示。

（5）固定试焊片　使用固定夹钳将试焊片固定于焊接工作台上，如图1-3-95所示。

（6）试焊　保持焊钳与钢板近似垂直，对准划的线（图1-3-96），半扣下焊钳控制开关，维持约2s后扣到底，听到‘嘀’一声，焊接完成，再维持约2～3s，按下张钳开关松开焊钳。记住电极焊接准确对线的位置。

（7）焊接　焊接时不能单项连续焊接，要跳点焊接，如图1-3-97所示。

（8）焊接质量检验

外观检验——焊点中间亮白色，不失圆，直径大约4mm，周边连续均匀，没有穿孔（图1-3-98）；

试验检验——试焊时破坏性试验（图1-3-99），工件上可采用非破坏性试验（图1-3-100）。

（9）5S　工收拾工具，整理工位，清扫场地。

三、钣金件空气等离子弧切割

等离子是一种高能热态气体，具有很高的温度和离子化特性，并具有导电性。等离子弧切割是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。已被广泛应用于氧乙炔火焰无法切割的金属及非铁金属，如不锈钢、铝、铜、钛等，切割任何金属工作迅速，割口狭窄平滑，实际作业时，操作很简单，并不要熟练的技术，热影响区小，所以变形量小，但火花较多，机器比其他钣金切割设备贵，因而使用并不普遍。

1.等离子弧切割设备

手工切割的等离子弧切割设备由电源、割炬、控制系统、气路系统等组成。某空气等离子切割机（CUTTER 20 PLASMA型）的外观如图1-3-101所示。等离子割枪结构如图1-3-102所示。

电极一般采用钨极、钍钨极和铈钨极。电极是整个空气等离子系统中容易消耗的零件，当其中间的电极材料剩余1.5mm的时候一定要及时更换，否则有可能烧毁喷嘴、气芯等其他零件，甚至烧毁割炬。喷嘴是整个空气等离子系统中最容易消耗的零件，当使用不当（如翻渣、大功率喷嘴离工件过近、冷却不良），或使用时间达到设计寿命，均可能引起喷嘴中间的小孔变形或变大（图1-3-103），这时一定要及时更换，否则将影响切厚能力、切割质量或切割速度。

2.注意事项及安全防护

等离子弧切割注意事项：

（1）提前接通工作气体、滞后切断工作气体，以保护电极不致被氧化烧损。

（2）接通高额发生器引燃诱导弧，一旦主电弧建立，即自动断开。

（3）控制工作气体的流量，随切割电弧的形成而逐步增大，以保证稳定可靠地点燃主电弧；控制切割速度，在切割时以切口下缘无挂渣或少量挂渣时的速度为宜。

（4）切割终了或因其他原因使电弧熄灭时，控制线路能自动断开。

（5）当切割电源短路或电流过大时，切割电源中的过电流保护装置自动切断电源，控制线路也能随时断开。

安全与防护事项：

等离子弧切割时的有害因素主要有有害气体、金属烟尘、弧光（紫外线）辐射、高频电磁场等。危险因素主要是电击，因此，必须十分重视安全与防护工作。

（1）防电击。等离子弧切割用的电源空载电压较高（直流250V以上），尤其在手工操作时，有电击危险。因此，电源在使用时，必须可靠接地，切割工作台和工件也要可靠接地，穿戴上绝缘手套和绝缘鞋，经常检查线路是否老化，严禁带电维修设备。

（2）防弧光辐射。等离子弧较其他电弧的光辐射强度大，尤其是紫外线，它对皮肤损伤严重。手工切割时，操作者必须穿戴好长筒护手套、能遮盖所有裸露部位的阻燃服装、无翻边的裤子以防火花和熔渣的进入。面罩除用黑色目镜外，最好再加入吸收紫外线的镜片。

（3）防烟尘。等离子弧切割时伴随大量金属蒸气、臭氧和氮化物等，加上切割时气体流量大，导致工作场地灰尘大量扬起，对操作人员呼吸道和肺有严重影响。故工作场地必须配备良好通风设备，切割含有锌、铅的金属或涂漆的金属时，一定要戴好呼吸设备，并保证良好的通风。

（4）防火。切割现场应有灭火器，周围10m以内不得有可燃物，不切割可能引起爆炸或燃烧的金属材料或容器。

等离子弧切割操作示范

【实际案例】

如图1-3-104所示，一辆经济型轿车一次暴力驾驶，导致汽车飞出路面撞树，后翻滚掉入水沟中。

车损情况：两个轮子脱落，前纵梁严重变形，后行李箱处轻微变形，后纵梁出现一个U形结。

维修方案：前纵梁变形严重，后纵梁吸能区变形，不能维修，必须实施切割更换。

事故车辆修复时有两种方法：维修和更换。更换时部件需切割下来，所以切割是维修的基本技能之一。

【操作示范】

1. 安全防护

穿戴：工作服、安全鞋、工作帽、手套、焊接面罩、焊接口罩。

2. 准备工作

等离子切割机、抹布、带虎钳工作台、固定夹钳、白板笔、直尺、灭火器。

3. 安全检查

（1）等离子弧切割工作电压较高，电源空载电压也高，操作时一定要将电源可靠接地，割抢手把可靠绝缘。

（2）等离子弧的紫外线辐射比一般电弧强，注意眼睛和皮肤的防护。

（3）等离子弧切割时，会产生大量的金属蒸气及有害气体，须保持场所的通风。

4. 设备检查

注意事项：首先切断主机电源。

旋下喷嘴，检查喷嘴和电极的损耗情况。喷嘴孔径变形过大或电极烧损变短（如图1-3-105所示，准确的数据参考设备说明书）都必须重新更换，更换时应保证型号的统一性，按图1-3-102的顺序将新配件装好，用力拧紧后把喷嘴及电极依次准确地安装到位。

喷嘴表面如果附着了飞溅物，将会影响喷嘴的冷却效果，应及时并且经常清除割炬头部的灰尘及飞溅物，保持良好散热效果。

检查切割机的电源接入是否正常，检查切割机的接地线是否接好（很重要），检查搭铁是否可靠夹紧工件。如图1-3-106所示。

检查压缩空气是否接入，气压是否在规定范围［本书示例机器为0.25～0.4MPa（2.5～4.0bar）］。如图1-3-107所示。

5. 场地和车身附件清理

清洁钢板并划线，固定钢板，清理切割场地周围的可燃物，防止切割可能引起的火灾。切割场地应配备灭火器。如图1-3-108所示。

6. 接通气和电

打开压缩空气阀门，然后把切割机的电源开关拨至“开”位置，随即电源指示灯亮，再调节切割机的减压阀压力至所需压力。如图1-3-109所示。

注意事项：使用的压缩空气必须干燥清洁。因水气、油污易导电，电极上产生螺旋形黑条纹，说明水气、油污过多，使电极、喷嘴内腔拉弧短路，极易损坏割炬，又不能正常工作。

7. 确定切割起点

对厚度≤5mm的钣件，可从任何位置开始切割。对厚度>5mm的钣件，应从钣件的边缘开始切割（建议从边缘开始，气流顺畅，初始切割位置切口效果更好一点）。如果一定要从钣件的中间切割，可在切割的起始点用手电钻钻个小通孔（ϕ3～ϕ5），以小孔为起点进行切割。如强行从盲孔或无孔的位置开始切割将造成“翻浆”烧毁割炬。

8. 试弧

在准备切割时，手持割炬接近工件约1mm距离（不同等离子切割机按说明书要求），按动割炬开关，这时有等离子弧从喷嘴孔内喷出，说明电极喷嘴等件安装正确，如图1-3-110所示。如果没有等离子弧从喷嘴孔内喷出，或只有微弱的等离子弧从喷嘴孔内喷出，说明电极、喷嘴安装不正确，关机后重新安装。

9.切割

切割开始时，喷嘴孔的外边缘对准工件的边缘（图1-3-111），距离工件表面约1mm（具体按照说明书要求下同），按动割炬开关即可起弧，若未引燃电弧，松开割炬开关，并再次按动割炬开关起弧（应注意避免不必要的反复闭合割炬开关，这样做有可能引起电源故障或降低电极使用寿命）。

起弧成功后，将喷嘴与工件表面的距离拉远，保持在使用说明书要求高度。匀速移动割炬进行正常切割，移动速度根据板材厚度不同而改变，可根据切割火焰判断切割速度是否合适（图1-3-112）。

注意事项：

（1）切割过程中若切速明显变慢、电弧中出现绿色光焰、起弧因难、切口偏斜或切口变宽等情况时，应及时更换电极、喷嘴。否则就会在喷嘴内产生强烈的电弧，击穿电极、喷嘴，甚至烧毁割炬。

（2）在正常使用过程中，突然听见“卟”的响声，弧光发红，弧渣上窜，应立即停止使用，此时电极、喷嘴已损坏，如继续使用会损坏割炬，必须更换电极、喷嘴后方可使用。

（3）更换时电极必须完全冷却（用压缩空气吹），否则电极基座受热膨胀发腻较紧，旋松时不能用力过猛，否则易损坏电极基座。电极、喷嘴更换使用前均需查看内腔是否干净，必须清除杂质后使用。

（4）切割时，电缆线尽量保持平直，如空间不允许，也不要形成死弯；同时不要用脚踩或挤压电缆线以免造成气流受阻，气流过小，烧毁割炬，如图1-3-113所示。切割电缆线应避免与利器接触，以免造成破损，而影响正常的使用。

（5）当工件将要切断时，切割速度应放慢，以防止工件变形，从而引起工件与喷嘴相碰造成短路。松开割炬开关即完成切割。

（6）割炬中的电极、喷嘴在使用过程中不能松动，电极须用专用扳手旋紧，每次使用前必须查看，见有松动随时用专用扳手旋紧，但不能使用活动扳手之类工具。

10. 关闭电和气

切割完毕关闭电和气，这时枪嘴附近温度比较高，收起时要等待冷却后再进行，以免烫伤和引起火灾。如图1-3-114所示。

11. 割炬保养

每次使用后清理一次割炬，按下列步骤进行：

（1）断主机电源；如图1-3-114所示。

（2）卸下喷嘴罩、喷嘴、电极。

（3）重新打开电源开关，打开试气开关，这时有气体从割炬的喷气管孔内喷出，保持约15s，以达到清理气管内脏物的目的。在清理过程中，不能按动割炬开关，以免损坏割炬。

（4）检查喷嘴和电极的损耗情况，需要重新更换的按要求更换。如图1-3-115所示。

12. 5S

工收拾工具，整理工位，清扫场地。

四、钣金件的气动锯切割

1. 气动锯知识

气动锯切割是利用气动的锯条的往复运动，将工件切割分离，如图1-3-116所示。气动锯往复速度高达每秒200Hz，能突破车体切割所造成的共振频率，所以切割速度快，操作稳定性佳，同时可配备多种锯片与锉刀组。用途与锯齿的选择：

（1） 32齿锯片：1mm以下的铁板锯割。

（2） 24齿锯片：多层的铁板、厚度在4mm以下。

（3） 18齿锯片：曲线切割较软的材质，例如安装喇叭音响时使用。

（4） 14齿锯片：用在锯切铝或塑料等较软的材料。

（5） 锉刀组：用来修整材料边缘或扩孔等。

2. 特点

（1）高运转速度，操作时振动小，速度快。

（2）可使用复合材料锯片，耐用且不易折断。

（3） 能锯切曲线。

（4）切割时振动会影响切割准确性，噪声大。

3. 安全注意事项

（1）拆装或调整气动锯的任何零件时，不可以连接压缩空气。

（2）工作中，需要戴手套及护目镜来保护安全，如有必要，可以戴耳塞。

（3）需依用途，选择正确的锯片使用。

（4）勿重摔或连接电源等。

（5）每天使用前，需在进气口处加入2～3滴的润滑油。

（6）只能使用干燥、清洁的压缩空气，工作压力约在（6～8）×105Pa之间。

气动锯切割操作示范

1.安全防护

穿戴：工作服、安全鞋、工作帽、手套、面罩、耳塞。

2. 准备工作

气动锯、润滑油、抹布、带虎钳工作台、固定夹钳、划针、直尺。

3. 安全检查

（1） 检查、更换锯片时注意切断气源。

（2） 锯片锋利，要紧固，不得松动。

（3） 切割前注意检查锯片是否会伤及其他器件。

4. 设备检查

每天使用前加注1～2滴润滑油使气动锯保持良好工作状态（图1-3-117）；气源线不得受挤压，长度足够。

5. 钢板划线

使用钢板尺和划针划线，便于准确切割（图1-3-118）。

6. 固定

可靠固定待切割钢板，检查是否会切到其他器件（图1-3-119）。

7.切割

双手持气动锯，将保险压下，紧握开关启动气动锯，慢慢靠近钢板，开始切割钢板（图1-3-120），切割时起锯角约15°，正常切割时近似0°角切割（图1-3-121）。

注意：切割过程中速度平稳均匀，太快振动剧烈，注意观察切线是否准确，并及时调整。

8. 完工检查

看切割线切割是否准确，拆卸钢板。

9. 5S

收拾工具，整理工位，清扫场地。